Menu

Calculadora de desviación típica

La tabla de desviaciones fila por fila: la parte por la que te evalúan.

Por Nethanel Bar, Cofundador y CEO

Última actualización

¿Quieres resolver esto sin la calculadora?

El curso de matemáticas de Coddy enseña el método en sí: trabajas cada paso en una pizarra interactiva y te dice exactamente dónde falló un movimiento.

Una desviación típica es una distancia media a la media

Toma una lista de números y su media. Cada valor está a cierta distancia de esa media, y la desviación típica es aproximadamente el tamaño habitual de esas distancias. No puede ser su promedio directo, porque las distancias por encima y por debajo de la media se cancelan exactamente a cero: por eso primero se eleva cada una al cuadrado, se promedian los cuadrados y la raíz final deshace el cuadrado para devolver la respuesta a las unidades originales.

Esa es toda la fórmula, y la parte por la que realmente te evalúan es la del medio: la tabla de cada valor menos la media, con cada diferencia al cuadrado. Esta página imprime esa tabla completa, con el total que dividen las dos varianzas. Las calculadoras rivales imprimen sigma y se detienen, que es justo la parte que cualquiera podría haber hecho con el móvil.

Hay dos divisores y la diferencia importa. Divide el total entre n cuando tus números SON el grupo completo, la población. Divide entre n − 1 cuando son una muestra que representa algo mayor, porque la media de una muestra queda un poco demasiado cerca de sus propios valores y dividir entre uno menos lo compensa. Aquí se muestran las dos siempre, así que el divisor es una decisión tuya y no de la página.

En qué fijarse

  • Las desviaciones siempre suman cero. No es casualidad: es lo que ES la media, y es la razón de elevar al cuadrado antes de promediar.
  • La varianza es la respuesta antes de la raíz, y sus unidades están al cuadrado: los kilos se vuelven kilos cuadrados, y por eso se saca la raíz para volver a kilos.
  • El divisor poblacional es n y el muestral es n − 1. La respuesta muestral siempre es la mayor, y la diferencia se encoge al crecer la lista.
  • La desviación típica nunca es negativa, y es cero solo cuando todos los valores son idénticos: no hay dispersión que medir.
  • Lleva las mismas unidades que los datos, al contrario que la varianza. Esa es la razón práctica de que sea el número que se cita.
  • Un solo valor atípico la mueve mucho, porque la distancia se eleva al cuadrado antes de contarse. Esa sensibilidad es una virtud cuando quieres detectar atípicos y una molestia cuando no.

Cómo calcular una desviación típica a mano

  1. Calcula la media

    Suma todos los valores y divide entre cuántos hay. Mantenla exacta: si la media es 7/3, no escribas 2.33, porque ese error está a punto de elevarse al cuadrado.

  2. Resta la media a cada valor

    Esas son las desviaciones. Algunas serán negativas, y está bien; como comprobación, deben sumar exactamente cero.

  3. Eleva cada desviación al cuadrado

    El cuadrado quita los signos y da más peso a las distancias grandes. Suma los cuadrados: ese total es la suma de cuadrados.

  4. Divide entre n, o entre n − 1

    Entre n si estos valores son todo el grupo que te interesa; entre n − 1 si son una muestra de algo mayor. El resultado es la varianza.

  5. Saca la raíz cuadrada

    Esa es la desviación típica. Está en las mismas unidades que tus datos originales, cosa que la varianza no.

Población frente a muestra, en las mismas listas

Los mismos números con los dos divisores. Fíjate en cómo se estrecha la diferencia entre ambas respuestas cuando la lista se alarga.

ValoresMediaSuma de cuadradosσ (población)s (muestra)
2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 953222.138
1, 2, 3, 42.551.1181.291
10, 12, 23, 23, 16, 23, 21, 16182105.1235.477
3, 3, 33000
1, 2, 47/314/31.1061.528
5, 15105057.071
2, 4, 6, 8, 106402.8283.162
100, 100, 100, 200125750043.30150

Ejemplos resueltos

La lista de libro: 2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9

plain
2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9

Los ocho valores suman 40, así que la media es 5. Las desviaciones son −3, −1, −1, −1, 0, 0, 2, 4 (suman cero, como debe ser) y sus cuadrados totalizan 32. Dividido entre n = 8 la varianza es 4 y la raíz es exactamente 2. Como muestra sería 32/7, unos 2.138.

Por qué el divisor muestral es mayor: 1, 2, 3, 4

plain
1, 2, 3, 4

La media es 2.5 y la suma de cuadrados es 5. Dividido entre 4 la varianza es 5/4 y la desviación es √5/2 ≈ 1.118; entre 3 es 5/3 y unos 1.291. La respuesta muestral siempre es mayor, porque la media de una muestra se ajusta demasiado a sus propios valores.

Una respuesta exacta que no es un decimal: 1, 2, 4

plain
1, 2, 4

La media es 7/3, no 2.33. Las desviaciones son −4/3, −1/3 y 5/3, y sus cuadrados son 16/9, 1/9 y 25/9, con total 14/3. Redondear la media primero habría tirado un dígito antes de empezar a elevar al cuadrado, y por eso cada fila de la tabla aquí es una fracción.

Sin dispersión: 3, 3, 3

plain
3, 3, 3

Todas las desviaciones son cero, así que la suma de cuadrados es cero y la desviación típica también. Esa es la única forma de que sea cero: no «los números son pequeños» sino «todos los valores son iguales».

Lo que hace un atípico: 100, 100, 100, 200

plain
100, 100, 100, 200

Tres valores coinciden exactamente y uno no, y la desviación típica es unos 43: más de un cuarto del rango completo. Elevar al cuadrado las distancias es lo que da tanto peso a ese único valor lejano, que es justo por lo que esta medida detecta bien los atípicos.

Errores frecuentes

  • Promediar las desviaciones sin elevarlas al cuadrado. Suman cero en toda lista que se haya escrito jamás, así que la respuesta siempre sería cero.
  • Redondear la media antes de restar. Si la media es 7/3, trabajar con 2.33 corrompe todos los cuadrados que vienen después: mantenla exacta hasta el final.
  • Dividir entre el recuento equivocado. n es para una población completa y n − 1 para una muestra; usar n con datos muestrales subestima siempre la dispersión.
  • Dar la varianza como desviación típica. La varianza es el paso anterior a la raíz y sus unidades están al cuadrado: una no es una versión redondeada de la otra.
  • Olvidar la raíz del todo. Si tu respuesta parece demasiado grande para los datos, esta suele ser la razón.
  • Tratar una desviación negativa como un error. La mitad deberían ser negativas; si ninguna lo es, la media está mal calculada.

Preguntas frecuentes sobre la desviación típica

¿Cuál es la diferencia entre desviación típica poblacional y muestral?
El divisor. La poblacional divide la suma de cuadrados entre n, porque los valores son el grupo completo. La muestral divide entre n − 1, porque la media de una muestra queda un poco demasiado cerca de sus propios valores y dividir entre uno menos lo compensa. La respuesta muestral siempre es la mayor.
¿Cuál debo usar?
Si tus números son todo lo que te interesa - las notas de toda la clase, la altura de los seis niños - usa la fórmula poblacional. Si son una muestra elegida para representar algo mayor, usa n − 1. La mayoría de los trabajos de estadística piden la versión muestral, y casi todos los enunciados dicen cuál quieren.
¿Cómo se calcula a mano?
Halla la media, réstala a cada valor, eleva al cuadrado cada diferencia, suma los cuadrados, divide entre n (o n − 1) y saca la raíz cuadrada. Esta página imprime esa tabla completa para que compares cada fila con tu propio desarrollo, no solo el número final.
¿Por qué se elevan al cuadrado las desviaciones?
Porque si no, suman exactamente cero: las distancias positivas y negativas se cancelan por la propia definición de la media. El cuadrado quita los signos y además da más peso a las distancias grandes, que es la razón de que un solo atípico mueva tanto la desviación.
¿Qué diferencia hay entre varianza y desviación típica?
La varianza es el promedio de las desviaciones al cuadrado; la desviación típica es su raíz cuadrada. Las unidades de la varianza están al cuadrado - kilos cuadrados, centímetros cuadrados - y son difíciles de interpretar, así que la raíz devuelve la respuesta a las unidades de los datos.
¿Puede ser negativa o cero?
Negativa nunca: es la raíz cuadrada de un promedio de cuadrados. Cero solo cuando todos los valores son idénticos, el único caso sin distancia a la media que medir. Si te sale negativa, se ha perdido un signo en la tabla.
¿Qué me dice realmente la desviación típica?
Aproximadamente a qué distancia de la media está un valor típico. En datos con forma de campana, unos dos tercios de los valores caen a menos de una desviación típica de la media y un 95% a menos de dos, que es lo que la convierte en la vara de medir de «¿es raro este valor?».
¿Por qué esta página muestra fracciones y no decimales?
Porque son las respuestas exactas. La media de 1, 2 y 4 es 7/3, y cada cuadrado construido sobre 2.33 está algo mal. El decimal se ofrece al lado del valor exacto, no en su lugar, y se etiqueta como aproximación cuando la raíz es irracional.

Más herramientas de matemáticas

Coddy programming languages illustration

Aprende matemáticas con Coddy

COMENZAR